随着人类 50 年来首次再次踏上月球，世界各地的航天机构都需要月球土壤——大量的月球土壤。

即使在粉刷成白色的单层建筑后面隐约可见火山口的墙壁，也很容易错过沉睡的陶镇。

然而，最近该镇接待了一种截然不同的游客——他们的兴趣不在于火山，而在深灰色土壤。这种单调的岩石材料在本世纪最雄心勃勃的人类努力之一中发挥了令人惊讶的作用。它将帮助人类重返月球。

科学家发现，陶附近采石场的玄武岩与月球风化层样本有着惊人的相似之处——月球表面覆盖着一层尘土和岩石碎片——1971 年由阿波罗 14 号宇航员带回地球. 他们用它制作了月球风化层模拟物样本，可用于在将它们送上月球之前测试硬件和实验。

这个名为 LZS-1 的土壤样本是一系列不同质量的月球风化层模拟物中的最新样本，这些模拟物是为帮助航天局和世界各地的其他航天机构准备登月任务而开发的。

一个废弃采石场发现的玄武岩中开发出了第一批月球模拟物MLS-1)。研究人员发现，这些岩石类似于从阿波罗 11 号宇航员访问过的宁静海一角收集的土壤的化学成分。月球的深色海域或“海洋”主要由富含镁和铁的玄武岩组成，而较浅的高地区域则由主要由钙和铝组成的岩石组成。

1969 年至 1972 年间登陆月球的六次阿波罗任务将大约380 公斤的月球土壤和岩石带回了地球。由于可用性有限，这些样本受到了热心保护。

它非常珍贵，只用于重要的科学研究，然而，从事与月球相关项目的工程师、生物学家、植物学家和其他研究团队需要一些东西来测试他们的设备和实验。他们需要能够复制月球风化层的物理、化学和矿物特性的物质，不仅是为了了解航天器和宇航服等硬件如何应对月球环境，也是为了测试最终是否有可能在月球种植食物土壤，或用它来制造建造未来月球基地的建筑材料。

对月球模拟物的第一个真正需求出现了，其目标是将人类送回月球，然后送往火星。

与阿波罗任务不同，SEI 设想在月球上停留更长时间，这将需要新的栖息地、漫游车和电源等。我们很想在阿波罗土壤和岩石样本上测试新硬件。但数量太少了。

目标需要在地球上进行大量的硬件测试，为此需要大量的月球土壤。由于真正的月球土壤供应如此有限，唯一的解决办法是在地球上开发月球模拟物。这导致了 JSC-1 的诞生，这是一种开创性的月球风化层模拟物。

JSC-1取自火山口南侧火山口附近富含玻璃的玄武岩灰，被发现与阿波罗14号任务从月球带回的样本相似。

它具有正确的矿物学特征。它具有正确的粒度分布。单个颗粒具有正确的形状，而且至关重要的是，模拟物同时具有结晶和玻璃成分。

由于大量高能陨石撞击其表面，月壤具有显着的玻璃成分。这些撞击产生的热量在月球土壤中产生玻璃。在地球上，自然含有玻璃的土壤主要位于火山附近。约翰逊航天中心生产了约 20 吨的 JSC-1。然而，SEI 计划后来被取消，因此对月球模拟物的需求减少了。

直到 2005 年，宣布了太空探索愿景 (VSE)，其目标是重返月球，并将作为未来火星任务的试验场.

在宣布这一消息后，人们对月球土壤模拟物重新产生了兴趣，从而产生了一系列名为 NU-LHT 的月球高地土壤模拟物，这些模拟物是由来自矿的斜长岩和苏长岩制成的。然而，类似的命运等待着 VSE，因为它在 2010 年被搁置了。

但随着 2017 年 Artemis 计划的诞生，人们对月球模拟物的兴趣再次被重新点燃，需要选择更多样化的月球土壤模拟物，以更好地反映宇航员在月球南极可能遇到的土壤。

这一次，民间玩家走在了生产模拟物的前列。自 2017 年成立以来，已生产了 80 吨的月球和火星土壤模拟物。

月球有一个多沙、多尘的环境。对于任何在月球表面滚动或挖掘的机械设备，它都必须遇到与地球上任何东西都非常不同的风化层。我们在地球上由于风和水倾向于围绕土壤颗粒而发生很多风化作用。然而，在月球上，没有这些。唯一的物理风化作用是通过影响产生角状土壤颗粒。因此，在地球上行得通的东西在月球上不一定行得通。

风化层模拟物被用于广泛的测试和实验。约翰逊航天中心使用它们来测试将被打入月球岩石的地质工具、测试宇航服织物的阻力以及开发空气净化过滤器以帮助防止月球尘埃污染航天器和栖息地的空气。

开发的数吨月球模拟物将用于测试漫游车的硬件，该漫游车将在月球南极寻找水资源。模拟物还用于提取氧气和金属等资源的实验。

这可能是至关重要的，因为太空机构希望在月球上建立永久定居点——用火箭从地球表面运送原材料是一项昂贵且能源密集型的业务，因此只要有可能，开发已经存在的资源就很重要在月球表面发现。

由于人类准备重返月球，可能需要如此多的月球模拟物，以至于计划生产 900 吨自己的月球风化层模拟物 EAC-1。其中大部分将用于帮助训练宇航员在月球表面行走，并让月球车通过他们的步伐。

截至目前，我们已经生产了两公斤。我们的目标是为特定研究准备高质量的材料。它可以用于开发从月球土壤中提取氧气、种植农作物和建筑结构的方法。

虽然模拟物及其应用各不相同，但有一些共同的指导原则来生产它们。关键部分是正确输入材料。

其中一些很容易，而另一些像斜长岩这样的则相对不常见。

不可能重新制造出与月球土壤 100% 匹配的风化层模拟物。我们甚至无法在 80% 的水平上重新创建它。

由于地球固有的特性，模拟物不可能与月球土壤完美匹配。例如，即使在火山喷发形成的岩石中，你也会发现水文方面的问题，例如与月球土壤相比钠含量更高。

但如果你确实找到了一个好的模拟物，那也是值得的。最接近的火柴价格从每公斤45 美元到 150 美元不等。对少数土壤来说还不错。

源：BBC